Il corso fornisce allo studente la metodologia per la determinazione e la discussione dei modelli matematici della dinamica del velivolo, limitatamente al corpo rigido. Illustra inoltre le nozioni base della caratteristiche aeromeccaniche longitudinali e latero-direzionali dei velivoli con riferimento alla stabilità statica e dinamica.
Il corso intende inoltre fornire agli allievi gli strumenti per comprendere i problemi fondamentali del controllo del velivolo. Oltre allo studio della risposta del velivolo al comando ed al disturbo atmosferico, vengono fornite le nozioni fondamentali relative al controllo automatico del velivolo seguendo una trattazione che fa riferimento al modello linearizzato. Inoltre verranno fornite le nozioni di base sull'interfaccia uomo-macchina e sulle qualità di volo.
Le esercitazioni vengono svolte per dare allo studente la possibilità di valutare in modo quantitativo quanto appreso durante le lezioni teoriche.
Questo insegnamento intende inoltre fornire allo studente gli strumenti per utilizzare il linguaggio tecnico internazionale nello specifico settore: il materiale didattico è quindi fornito in lingua inglese.

Obiettivo del corso è sviluppare nell'allievo la capacità di progettazione aeromeccanica del velivolo, in funzione della sua missione., identificandone le problematiche principali e valutando le possibili soluzioni. Le nozioni teoriche acquisite, unitamente agli aspetti progettativi, permetteranno all'allievo di identificare le problematiche relative alla meccanica e dinamica del volo e di affrontarne la soluzione in modo scientificamente corretto. L'allievo deve essere acquisire una conoscenza approfondita dei modelli matematici e delle metodologie di calcolo specifici della meccanica del volo.
Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di aver acquisito capacità di progettazione aeromeccanica del velivolo, mediante l'integrazione delle informazioni raccolte nei corsi seguiti durante la laurea di 1° livello.
In particolare l'allievo dovrà essere in grado di valutare il comportamento del velivolo in condizioni di equilibrio e nel volo manovrato e di identificare i requisiti di stabilità statica e dinamica. Inoltre dovrà aver acquisito le capacità basilari di progettazione del sistema di controllo del velivolo e la capacità di interfacciare l'elemento umano al sistema, con particolare riguardo alla definizione delle qualità di volo.

L'allievo che accede all'insegnamento deve aver acquisito precedentemente le nozioni fondamentali della Meccanica Applicata, dell'Aerodinamica e della Meccanica dl Volo basilare. Inoltre deve disporre degli strumenti di base del calcolo algebrico, differenziale ed integrale. E' anche necessario abbia acquisito le nozioni basilari dell'algebra delle matrici. che Meccanica applicata. Elementi di aerodinamica. Fondamenti del calcolo algebrico, differenziale ed integrale.
Infine l'allievo deve dimostrare la capacità di utilizzo di tecniche di programmazione di base. E' anche richiesta una buona conoscenza della lingua inglese, che permetta la lettura delle dispense e di testi tecnici e scientifici in lingua inglese.

Equazioni cardinali della meccanica dei corpi rigidi. Angoli di Eulero ed algoritmi di trasformazione (4 ore).
Sistemi di Riferimento fondamentali per la Meccanica del Volo. Equazioni delle forze e dei momenti. Equazioni della cinematica e di navigazione (6 ore).
Modelli matematici della dinamica del velivolo. Ipotesi semplificative. Equazioni scalari del moto nei sistemi di riferimento definiti (4 ore).
Linearizzazione delle equazioni del moto. Esplicitazione delle forze e dei momenti agenti sul velivolo. Derivate aerodinamiche. Esplicitazione delle derivate relative ai piani longitudinale e latero-direzionale. Adimensionalizzazioni. (8 ore).
Caratteristiche aeromeccaniche longitudinali: equilibrio longitudinale, stabilità statica longitudinale, contributo dei componenti del velivolo; margine statico; punto neutro. Controllabilità longitudinale: sforzi di barra e posizione limite anteriore del baricentro. Manovrabilità longitudinale (10 ore)
Caratteristiche aeromeccaniche latero-direzionali: equilibrio direzionale, stabilità statica direzionale, controllo direzionale. Effetto diedro. Controllo laterale. Accoppiamenti derivanti dalle azioni di controllo (6 ore)
Dinamica longitudinale, autovalori ed autovettori. Diagrammi di stabilità e root loci. Moto vario longitudinale. Dinamica latero-direzionale, autovalori ed autovettori (6 ore)
Modellizzazione della dinamica del velivolo operante ai limiti dell'inviluppo di volo: modelli matematici basati sull'utilizzo delle derivate estese. Modello matematico di Tobak e Schiff: risposta lineare integrale, risposta non lineare, moti equivalenti del velivolo, moti non planari (4 ore)
Introduzione ai concetti di risposta del velivolo in campo lineare, funzioni di trasferimento. Richiami sulle trasformate di Laplace. Determinazione delle funzioni di trasferimento del velivolo e suo significato fisico per moto longitudinale e latero-direzionale. Risposta in frequenza. Effetto dei poli e degli zeri sulla risposta in frequenza. Equazioni del moto in atmosfera non uniforme, modelli di Von Karman e Dryden. Risposta del velivolo ad un disturbo random: densità spettrale di potenza (6 ore).
Fattore umano e qualità di volo. Normativa specifica per la dinamica longitudinale e latero-direzionale del velivolo (6 ore).

The tutorials explain the meaning of the theory. The exercises are prepared following the coursework with the aim to present applicative aspects. To develop the exercises the student need a calculator or a laptop.
In the classroom the tutors aids the student but they don't execute the tutorials. For the exam the student has to give a report, complete of numerical results and graphs. The tutors assist the student during the lecture; for 50 students at least two tutors are required.
For each tutorial an homework is required.

Questo modulo di insegnamento è una sintesi di molti aspetti della meccanica del volo, perciò è stato sviluppato materiale didattico apposito che non coincide con testi disponibili sul mercato. A questi si fa comunque esplicito riferimento durante le lezioni e vengono consigliati testi per approfondimenti, il cui elenco viene incluso nel programma dettagliato del corso, disponibile sul portale della didattica agli studenti del corso.
Lezioni: le dispense (in inglese), vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all'insegnamento sul portale della didattica.
Esercitazioni: testi di problemi proposti, schede tecniche, sintesi da norme e manuali, (normalmente in inglese) vengono forniti dagli esercitatori in aula. Vengono, in seguito, messi a disposizione anche sul portale della didattica.

Esiste il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, tramite lo svolgimento di una prova orale. Al fine di verificare in modo rigoroso il raggiungimento degli obiettivi di apprendimento, e quindi l'acquisizione delle conoscenze e capacità di comprensione e delle capacità di applicarle, la verifica si articola su tutti gli argomenti svolti a lezione e sul commento di alcuni dei problemi svolti durante le esercitazioni.
A richiesta dell'allievo, l'esame può essere sostenuto in lingua inglese.